Estudio de células mieloides supresoras inducidas por CpG-ODM en el envejecimiento

Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2015.Durante el envejecimiento se produce una desregulación de la respuesta inmune que se traduce en una mayor susceptibilidad a contraer infecciones, cáncer y enfermedades inflamatorias; observándose también una respuesta menos eficaz a la vacunación. Frente a estados inflamatorios perjudiciales causados por una estimulación excesiva del sistema inmune como en infecciones, cáncer, u otros, la médula ósea libera células mieloides inmaduras a la sangre. En nuestro trabajo de tesis observamos que ratones viejos normales presentan elevados números de células mieloides con fenotipo CD11b+Gr1+, las cuales presentan un mayor tiempo de vida media que las mismas células de ratones jóvenes. Cuando los ratones viejos son tratados con oligodeoxinucleótidos sintéticos que contienen motivos CpG no metilados en un contexto particular de bases (CpG-ODN) emulsionados en adyuvante incompleto de Freund (IFA), CpGODN+ IFA, se induce una expansión de células mieloides CD11b+Gr1+ en el bazo. El análisis de estas células demostró que poseen un fenotipo similar al de células mieloides supresoras. El estudio funcional nos permitió demostrar que las células mieloides purificadas de ratones viejos tratados con CpG-ODN+IFA eran capaces de suprimir la proliferación de linfocitos T de ratones normales de forma similar a las células mieloides provenientes de ratones jóvenes con igual tratamiento. El principal mecanismo involucrado en su función supresora es la inducción de arginasa, una enzima que depleta el aminoácido L-arginina del medio extracelular provocando el bloqueo de la proliferación de las células T. Adicionalmente, se evaluó la participación de IL-4 e IL-6 del microambiente de la célula T y de la célula mieloide supresora en la inducción de arginasa, tanto en ratones jóvenes como en viejos. Observamos que de acuerdo a la edad del ratón del que provienen las células mieloides, el requerimiento de las citoquinas mencionadas es diferente. Las células mieloides de ratones viejos tratados con CpG-ODN+IFA requieren de la presencia de IL-4 e IL-6 juntas para la inducción de arginasa. En el caso de las células mieloides de ratones jóvenes tratados con CpG-ODN+IFA, la sola presencia de IL-4 o IL-6, individualmente, es suficiente para la inducción de arginasa, aunque cuando ambas citoquinas se encuentran presentes se potencia la inducción de esta enzima. La expansión de la población de células con función supresora en ratones viejos se mantiene durante más tiempo (al menos hasta 40 días) luego del tratamiento con CpG-ODN+IFA. En cambio, en los jóvenes estas células hacen un pico al día 10 post tratamiento y luego disminuyen junto con su función supresora. Nuestros resultados demuestran que un estímulo inflamatorio como CpGODN+ IFA es capaz de generar la expansión de células mieloides supresoras en ratones viejos, tal vez como una forma de modular la respuesta inmune frente a este estímulo. Los resultados también demuestran que las células mieloides supresoras de ratones viejos tratados con CpG-ODN+IFA, si bien tienen características similares a las de jóvenes, se mantienen aumentadas durante más tiempo y responden de forma diferente a las citoquinas del microambiente para la inducción de arginasa.Harman, María Florencia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.Pistoresi de Palencia, María Cristina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina.Cerban, Fabio Marcelo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentina.Degano, Alicia Laura. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Química Biológica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba; Argentina.Scimonelli, Teresa Nieves. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Farmacología. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba; Argentina.Docena, Guillermo Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Estudios Inmunológicos y Fisiopatológicos; Argentina

Neutrophils which migrate to lymph nodes modulate CD4+ T cell response by a PD-L1 dependent mechanism

It is well known that neutrophils are rapidly recruited to a site of injury or infection and perform a critical role in pathogen clearance and inflammation. However, they are also able to interact with and regulate innate and adaptive immune cells and some stimuli induce the migration of neutrophils to lymph nodes (LNs). Previously, we demonstrated that the immune complex (IC) generated by injecting OVA into the footpad of OVA/CFA immunized mice induced the migration of OVA+ neutrophils to draining LNs (dLNs). Here we investigate the effects of these neutrophils which reach dLNs on CD4+ T cell response. Our findings here strongly support a dual role for neutrophils in dLNs regarding CD4+ T cell response modulation. On the one hand, the CD4+ T cell population expands after the influx of OVA+ neutrophils to dLNs. These CD4+ T cells enlarge their proliferative response, activation markers and IL-17 and IFN-γ cytokine production. On the other hand, these neutrophils also restrict CD4+ T cell expansion. The neutrophils in the dLNs upregulate PD-L1 molecules and are capable of suppressing CD4+ T cell proliferation. These results indicate that neutrophils migration to dLNs have an important role in the homeostasis of adaptive immunity. This report describes for the first time that the influx of neutrophils to dLNs dependent on IC presence improves CD4+ T cell response, at the same time controlling CD4+ T cell proliferation through a PD-L1 dependent mechanism.Fil: Castell, Sofía Daiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Harman, María Florencia. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; ArgentinaFil: Morón, Sergio Gabriel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; ArgentinaFil: Maletto, Belkys Angélica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Pistoresi Palencia, María C.. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Departamento de Bioquímica Clínica; Argentin

Epigenetic mechanisms related to cognitive decline during aging

Cognitive decline is a hallmark of the aging nervous system, characterized by increasing memory loss and a deterioration of mental capacity, which in turn creates a favorable context for the development of neurodegenerative diseases. One of the most detrimental alterations that occur at the molecular level in the brain during aging is the modification of the epigenetic mechanisms that control gene expression. As a result of these epigenetic-driven changes in the transcriptome most of the functions of the brain including synaptic plasticity, learning, and memory decline with aging. The epigenetic mechanisms altered during aging include DNA methylation, histone modifications, nucleosome remodeling, and microRNA-mediated gene regulation. In this review, we examine the current evidence concerning the changes of epigenetic modifications together with the molecular mechanisms underlying impaired neuronal gene transcription during aging. Herein, we discuss the alterations of DNA methylation pattern that occur in old neurons. We will also describe the most prominent age-related histone posttranslational modifications in the brain since changes in acetylation and methylation of specific lysine residues on H3 and H4 are associated to functional decline in the old. In addition, we discuss the role that changes in the levels of certain miRNAs would play in cognitive decline with aging. Finally, we provide an overview about the mechanisms either extrinsic or intrinsic that would trigger epigenetic changes in the aging brain, and the consequences of these changes, i.e., altered transcriptional profile and reactivation of transposable elements in old brain.Fil: Harman, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; ArgentinaFil: Martín, Mauricio Gerardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación Médica Mercedes y Martín Ferreyra; Argentin

Expansion of myeloid-derived suppressor cells with arginase activity lasts longer in aged than in young mice after CpG-ODN plus IFA treatment

As we age, the homeostatic function of many systems in the body, such as the immune function declines, which in turn contributes to augment susceptibility to disease. Here we describe that challenging aged mice with synthetic oligodeoxynucleotides containing unmethylated cytosine guanine motifs (CpG-ODN) emulsified in incomplete Freund's adjuvant (IFA), (CpG-ODN+IFA) an inflammatory stimulus, led to the expansion of CD11b+Gr1+ myeloid cells with augmented expression of CD124 and CD31. These myeloid cells lasted longer in the spleen of aged mice than in their younger counterparts after CpG-ODN+IFA treatment and were capable of suppressing T cell proliferative response by arginase induction. Myeloid cells from aged CpG-ODN+IFAtreated mice presented increased arginase-1 expression and enzyme activity. In addition, we found a different requirement of cytokines for arginase induction according to mice age. In myeloid cells from young treated mice, arginase-1 expression and activity is induced by the presence of each IL-4 or IL-6 in their extracellular medium, unlike myeloid cells from aged treated mice which need the presence of both IL-4 and IL-6 together for arginase induction and suppressor function.Fil: Harman, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Ranocchia, Romina Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Gorlino, Carolina Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Sánchez Vallecillo, María Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Castell, Sofía Daiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Crespo, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Maletto, Belkys Angélica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Morón, Sergio Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Pistoresi, Maria Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

Neutrophils exhibit differential requirements for homing molecules in their lymphatic and blood trafficking into draining lymph nodes

Although much is described about the molecules involved in neutrophil migration from circulation into tissues, less is known about the molecular mechanisms that regulate neutrophil entry into lymph nodes (LNs) draining a local inflammatory site. In this study, we investigated neutrophil migration toward LNs in a context of inflammation induced by immunization of BALB/c mice with OVA emulsified in CFA. We demonstrated that neutrophils can enter LNs of OVA/CFA-immunized mice not only via lymphatic vessels but also from blood, across high endothelial venules. By adoptive transfer experiments, we showed that this influx was dependent on an inflammatory-state condition and previous neutrophil stimulation with OVA/anti-OVA immune complexes. Importantly, we have demonstrated that, in the migratory pattern to LNs, neutrophils used L-selectin and P-selectin glycoprotein ligand-1, macrophage-1 Ag and LFA-1 integrins, and CXCR4 to get access across high endothelial venules, whereas macrophage-1 Ag, LFA-1, and CXCR4 were involved in their trafficking through afferent lymphatics. Strikingly, we found that stimulation with immune complexes significantly upregulated the expression of sphingosine-1-phosphate receptor 4 on neutrophils, and that treatment with the sphingosine-1-phosphate agonist FTY720 altered neutrophil LN-homing ability. These findings summarized in this article disclose the molecular pattern that controls neutrophil recruitment to LNs.Fil: Gorlino, Carolina Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Ranocchia, Romina Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Harman, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: García, Iris Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Crespo, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Moron, Victor Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Maletto, Belkys Angélica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Pistoresi, Maria Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin

Adjuvant activity of CpG-ODN formulated as a liquid crystal

The adjuvants approved in human vaccine with recombinant/purified antigens induce weak cellular immune response and so the development of new adjuvant strategies is critical. CpG-ODN has successfully been used as an adjuvant (phase IeIII clinical trials) but its bioavailability needs to be improved. We investigated the adjuvant ability of CpG-ODN formulated with a liquid crystal nanostructure of 6-Oascorbyl palmitate (Coa-ASC16). Mice immunized with OVA/CpG-ODN/Coa-ASC16 elicited a potent specific IgG1, IgG2a, Th1 and Th17 cellular response without systemic adverse effects. These responses were superior to those induced by OVA/CpG-ODN (solution of OVA with CpG-ODN) and to those induced by the formulation OVA/CpG-ODN/Al(OH)3. Immunization with OVA/CpG-ODN/Coa-ASC16 resulted in a long-lasting cell-mediated immune response (at least 6.5 months). Furthermore, Coa-ASC16 alone allows a controlled release of CpG-ODN in vitro and induces local inflammatory response, independent of TLR4 signaling, characterized by an influx of neutrophils and Ly6Chigh monocytes and pro-inflammatory cytokines. Remarkably, the adjuvant capacity of CpG-ODN co-injected with Coa-ASC16 (OVA/CpG-ODN plus Coa-ASC16) was similar to the adjuvant activity of OVA/CpG-ODN, supporting the requirement for whole formulation to help CpG-ODN adjuvanticity. These results show the potential of this formulation, opening a new avenue for the development of better vaccines.Fil: Sánchez Vallecillo, María Fernanda. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Ullio Gamboa, Gabriela Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Palma, Santiago Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Harman, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Chiodetti, Ana Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Moron, Victor Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Allemandi, Daniel Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Pistoresi, Maria Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; ArgentinaFil: Maletto, Belkys Angélica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Córdoba. Centro de Investigaciones en Bioquímica Clínica e Inmunología; Argentin